心血管系モニタリング
- Orange Science
- 12月23日
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心血管系モニタリングとは
心血管系モニタリングとは、循環器系の機能を継続的または断続的に観察・記録し、心臓および血管の状態を評価する一連の測定プロセスを指します。心血管系モニタリングは、動物実験や臨床研究、薬理学的評価、機器開発の各フェーズで活用されます。
心血管系モニタリングの主な測定項目
1. テレメトリー（Telemetry）
テレメトリーはワイヤレスで生体信号を遠隔収集する技術です。動物実験や自由行動下のモデルで、拘束のない状態で連続的にデータを取得できます。心電図（ECG）、心拍数、血圧などの信号をリアルタイムで送信し、外部の受信装置でモニタリングおよび記録が可能です。ワイヤレス送信によりストレスの少ない生理計測と長時間のデータ収集が実現します。
2. 心電図（ECG: Electrocardiography）
ECGは、心臓の電気的活動を時間軸に沿って記録する手法です。電極を体表に配置し、心臓の興奮・伝導のパターンを波形データとして取得します。ECG波形からは、正常なリズム、異常な伝導、心拍数の変動、心室・心房の挙動などが解析できます。研究用途では、高精度のデータを取得し、心機能の評価や薬物の影響分析に用います。
3. 心拍（Heart Rate）
心拍は、1分間当たりの心臓収縮回数を指します。心拍数はECG波形からRピーク間隔を解析することで算出されます。安静時・運動時・薬物投与後など、条件による心拍数の変動を定量化することが可能です。自律神経系の影響や薬理作用の指標としても用いられます。
4. 血圧（Blood Pressure）
血圧は、血液が血管壁にかける力を示す指標であり、通常は収縮期血圧（最高値）と拡張期血圧（最低値）で表されます。動物モデルでは侵襲的（動脈カテーテルによる直接測定）または非侵襲的（コイル・カフによる間接測定）な方法が用いられます。血圧データは循環機能の全体像を把握し、心血管系への負荷や薬物の血行動態への影響を評価するために不可欠です。
心血管系モニタリングの意義
安全性評価薬物候補化合物や治療法の開発過程において、心拍数、血圧、ECGの変動をリアルタイムでモニタリングすることで、有害な循環器反応の早期検出が可能です。
生理学的理解の深化循環器系のダイナミクスを定量的に捉えることで、基礎生理学研究における心機能の制御メカニズムや病態モデルの解明を支援します。
実験モデルの最適化テレメトリーを含む心血管モニタリング技術は、動物の行動や環境条件に与えるストレスを低減し、データの生体的関連性と再現性を高めます。
適用領域
前臨床試験における安全薬理試験
新規治療法・医療機器の評価
基礎研究における自律神経と循環器系の相互関係の解析
行動研究下での生理応答モニタリング
心血管系モニタリングは、研究者が循環器機能を多角的に評価し、信頼性の高いデータを取得するための基盤技術です。テレメトリーによる継続的なデータ収集、ECG・心拍・血圧といった主要指標の定量化を通じて、循環器系の健常性および病態応答を包括的に把握できます。
心血管系モニタリングの目的
心血管系モニタリングの目的は、心臓および血管系の機能を定量的・連続的に評価し、生理学的状態や病態変化、介入（薬物・遺伝子・デバイス等）の影響を正確に把握することにあります。特に前臨床研究および基礎医学研究においては、ECG、心拍、血圧といった指標をテレメトリー技術により取得することで、実験の信頼性と解釈精度を高めることが可能になります。
1. 心機能および循環動態の定量評価
心血管系モニタリングは、以下のような循環器機能を客観的かつ数値として評価することを目的とします。
心臓の電気的活動（ECG波形）
心拍数および心拍変動
収縮期・拡張期血圧
循環動態の時間的変化
これにより、心臓のリズム異常、伝導異常、血行動態の変化を高感度に検出できます。
2. 薬理試験・安全性評価（Safety Pharmacology）
医薬品開発において、心血管系モニタリングは安全性評価の中核的手法です。
薬物投与に伴う心拍数変化の検出
ECG変化（QT延長、不整脈兆候など）の評価
血圧変動による循環器リスクの把握
テレメトリーを用いることで、麻酔や拘束の影響を排除した生理的条件下での心血管応答を評価でき、ヒトへの外挿性が高いデータ取得が可能となります。
3. 病態モデルにおける心血管機能解析
心不全、高血圧、不整脈、動脈硬化などの疾患モデルでは、心血管系モニタリングは病態進行や重症度を評価する指標として用いられます。
疾患進行に伴う心拍・血圧の変化
ECG異常の出現タイミング
慢性モデルにおける長期的循環機能の推移
これにより、病態の再現性や治療介入の効果を定量的に比較できます。
4. 生理学的・自律神経制御の理解
心拍および血圧は、自律神経系の調節を強く受ける指標です。心血管系モニタリングは以下の研究目的にも利用されます。
交感神経・副交感神経バランスの評価
行動、ストレス、概日リズムと心血管応答の関係解析
運動負荷や環境変化に対する循環応答の把握
テレメトリーにより自由行動下で測定することで、より生理的意義の高いデータが得られます。
5. 実験データの信頼性・再現性向上
心血管系モニタリングの重要な目的の一つは、データ品質の向上です。
継続的かつ高時間分解能のデータ取得
個体内比較による変動要因の低減
実験者介入を最小限にした測定環境の構築
これにより、研究結果の再現性および国際的な評価基準への適合が可能となります。
心血管系モニタリングの目的は、ECG、心拍、血圧といった主要指標を、テレメトリーを含む高精度な測定手法で取得し、心血管機能を多面的に評価することにあります。
これにより、
薬理・安全性評価
疾患モデル研究
基礎生理学的解析
医療機器・治療法開発
といった幅広い研究領域において、科学的妥当性の高い循環器データの取得と解釈が可能になります。
心血管系モニタリングが研究される主な分野
心血管系モニタリングは、循環器機能を定量的に評価できる基盤技術として、基礎研究から前臨床・応用研究まで幅広い分野で利用されています。
1. 循環器・心血管生理学研究
基礎医学分野において、心血管系モニタリングは心臓および血管の生理機能理解を目的として使用されます。
ECGによる心臓電気活動の解析
心拍・心拍変動を用いた自律神経制御の評価
血圧変動から循環調節機構を解析
特にテレメトリーを用いた自由行動下計測は、生理的条件に近いデータ取得を可能にします。
2. 薬理学・前臨床安全性評価
医薬品開発では、心血管系モニタリングは必須評価項目の一つです。
薬物投与に伴う心拍・血圧変化の検出
ECG変化（QT延長、不整脈兆候など）の評価
急性および慢性投与時の循環器リスク解析
テレメトリーによる連続測定は、拘束や麻酔の影響を排除し、ヒトへの外挿性が高いデータを提供します。
3. 疾患モデル研究（心疾患・生活習慣病）
心血管系疾患モデルを用いた研究では、病態の進行や治療効果を評価するために心血管モニタリングが活用されます。
高血圧モデルにおける血圧推移評価
心不全・不整脈モデルでのECG解析
心拍変化による病態重症度の定量化
長期間にわたる連続測定が可能な点が大きな利点です。
4. 自律神経・神経科学研究
心拍および血圧は、自律神経活動を反映する重要な生理指標です。
交感神経・副交感神経バランス評価
ストレス・情動・睡眠と心血管応答の関連解析
中枢神経介入が循環機能に与える影響評価
神経科学分野では、心血管系モニタリングは末梢生理応答の指標として位置付けられます。
5. 行動科学・環境応答研究
動物の行動や環境変化が循環器系に与える影響を評価する研究でも用いられます。
運動負荷時の心拍・血圧応答
温度、光、騒音など環境要因の影響評価
概日リズムと心血管パラメータの関連解析
テレメトリーは、行動制限を伴わない点で特に有効です。
6. 医療機器・治療技術開発研究
新規医療機器や治療法の評価においても、心血管系モニタリングは重要な役割を果たします。
ペースメーカー・刺激デバイスの機能評価
外科的・カテーテル治療後の循環機能評価
バイオマテリアルや再生医療介入後の心機能確認
ECG、心拍、血圧を組み合わせた評価により、安全性と有効性を多角的に検証できます。
心血管系モニタリングは、
循環器生理学
薬理学・前臨床安全性評価
心血管疾患モデル研究
自律神経・神経科学
行動科学・環境応答研究
医療機器・治療技術開発
といった多様な研究分野で活用されています。テレメトリーによるECG、心拍、血圧の連続的かつ高精度な取得は、研究の信頼性と解釈精度を高める中核技術として位置付けられています。
心血管系モニタリングの主なアプリケーション例
心血管系モニタリングは、循環器機能を客観的・定量的に評価できる手法として、前臨床研究から基礎研究、応用研究まで幅広く活用されています。
1. 医薬品開発における安全性薬理試験
最も代表的なアプリケーションの一つが、前臨床安全性評価です。
薬物投与前後のECG変化（不整脈兆候、伝導異常など）の評価
心拍数および心拍変動を用いた自律神経影響の解析
血圧変化による循環器系リスクの検出
テレメトリーを用いることで、拘束や麻酔の影響を排除した生理的条件下での評価が可能となります。
2. 心血管疾患モデル研究
心疾患や生活習慣病モデル動物を用いた研究では、病態評価および治療効果検証に心血管系モニタリングが利用されます。
高血圧モデルにおける長期的な血圧推移の追跡
心不全モデルでの心拍数・ECG異常の解析
不整脈モデルにおける発生頻度や重症度評価
慢性モデルにおいても、テレメトリーによる連続測定が有効です。
3. 自律神経機能評価・ストレス研究
心拍および血圧は、自律神経活動を反映する重要な指標です。
ストレス負荷時の心拍・血圧応答評価
交感神経・副交感神経バランスの解析
行動変化に伴う循環器応答の定量化
自由行動下での心血管モニタリングは、より生理学的妥当性の高いデータ取得につながります。
4. 行動・環境応答研究
動物の行動や外部環境が循環器系に与える影響を評価する用途です。
運動負荷時の心拍・血圧変化の測定
概日リズムと心拍・血圧変動の関連解析
温度や光条件の変化に対する循環応答評価
テレメトリーは、行動制限を伴わない点で特に有効です。
5. 医療機器・治療技術の評価
新規医療機器や治療介入の有効性・安全性評価にも用いられます。
ペースメーカーや刺激デバイスの機能評価
外科的処置後の心拍・血圧モニタリング
再生医療や遺伝子治療後の心機能確認
ECG、心拍、血圧を組み合わせた多面的評価が可能です。
6. 基礎生理学・循環制御研究
基礎研究においては、心血管系の制御機構解明を目的として利用されます。
心臓電気活動の基礎的解析（ECG）
血圧調節機構や反射系の研究
中枢・末梢神経介入が循環機能に与える影響評価
心血管系モニタリングのアプリケーションは、
前臨床安全性薬理試験
心血管疾患モデル研究
自律神経・ストレス研究
行動・環境応答研究
医療機器・治療技術評価
基礎循環生理学研究
など多岐にわたります。 テレメトリーによるECG、心拍、血圧の高精度かつ連続的な取得は、循環器研究における信頼性の高いデータ創出を支える中核的アプローチです。
心血管系モニタリングにおける emka TECHNOLOGIES社 easyTEL+S の活用
心血管系モニタリングでは、心臓および循環器系の状態を生理的条件下で正確に把握することが重要です。emka TECHNOLOGIES社の easyTEL+S は、こうした要求に応えるために設計されたマウス用埋め込み型テレメトリーシステムであり、ECG、心拍、血圧といった心血管パラメータを、覚醒下・自由行動状態で連続的に取得できます。
無拘束・覚醒下での生理的な心血管データ取得
easyTEL+S は完全埋め込み型のデジタルテレメトリー送信機を採用しており、麻酔や拘束を必要とせずに心血管データを取得できます。これにより、実験操作や測定環境による影響を最小限に抑えた、生理学的妥当性の高いECG、心拍数、血圧データを収集することが可能です。
前臨床安全性・薬理評価への活用
医薬品開発や安全性薬理試験においては、薬物投与に伴う心血管系への影響を高感度に検出する必要があります。easyTEL+S を用いることで、
ECG波形の変化
心拍数の増減やリズム変動
血圧の急性・慢性的な変化
を連続的かつ定量的に評価でき、循環器リスクの早期検出に貢献します。
心血管疾患モデル研究での応用
高血圧、不整脈、心不全などの疾患モデル研究では、病態進行や治療介入の効果を長期的に追跡することが求められます。easyTEL+S は、ECGと血圧を同時に取得できるため、疾患に伴う循環機能の変化を時系列で評価することが可能です。
自律神経・行動関連研究への展開
心拍や血圧は自律神経活動の影響を強く受ける指標です。easyTEL+S を用いた心血管系モニタリングは、
ストレス負荷時の循環応答
行動変化に伴う心拍・血圧の変動
概日リズムと心血管機能の関係
といった研究にも適しており、行動と生理応答を統合的に解析できます。
長期・多項目モニタリングによる研究効率向上
easyTEL+S は、ECGや血圧に加え、体温や活動量などの指標も同時に取得できます。これにより、単一個体から多角的な生理データを長期間にわたり収集でき、データの再現性向上と動物使用数の削減にも寄与します。
emka TECHNOLOGIES社の easyTEL+S は、
ECG・心拍・血圧の同時計測
無拘束・覚醒下でのテレメトリー計測
長期連続モニタリング
を可能にすることで、心血管系モニタリングを必要とする前臨床研究や基礎研究を強力に支援します。生理的条件に近い状態での高品質な循環器データ取得を実現し、研究の信頼性と解釈精度の向上に貢献するソリューションです。
emka TECHNOLOGIES社 easyTEL+S
emka TECHNOLOGIES社の easyTEL+S は、前臨床研究における心血管系モニタリングを高い信頼性で実現する、マウス用の埋め込み型テレメトリーシステムです。ECG、心拍、血圧といった主要な循環器パラメータを、覚醒下かつ自由行動状態で連続的に取得できる点が大きな特長です。
easyTEL+S は、麻酔や拘束を必要としない計測環境を提供することで、実験操作による生理的影響を最小限に抑えます。これにより、ECG波形の変化、心拍数の推移、血圧の時間的変動を、より生理的妥当性の高い条件下で評価することが可能です。
医薬品開発における安全性薬理試験や心血管疾患モデル研究では、薬物投与や治療介入に伴う循環器系への影響を高感度に検出することが求められます。easyTEL+S は、心血管系モニタリングを長期間かつ連続的に行えるテレメトリー基盤として、循環器リスク評価や病態進行解析を強力に支援します。
また、ECG、心拍、血圧を同一システムで同時計測できるため、単一個体から多角的な循環器データを取得でき、研究効率とデータ再現性の向上にも寄与します。
emka TECHNOLOGIES社の easyTEL+S は、心血管系モニタリングの精度と信頼性を重視する研究者にとって、前臨床循環器研究を支える有力なソリューションです。
製品紹介
emka TECHNOLOGIES 小動物用テレメトリー easyTEL+シリーズ
マウス用テレメトリー easyTEL+は完全に埋め込み可能なテレメトリー・遠隔測定システムで、意識下で自由に動く体重20g以上の小型被験体から生理学データを送信します。前臨床研究で使用することを目的としたeasyTEL+Sのインプラントはマウスに最適で、生体電位（ECG、EEG、EMG、EOG）*、体温、活動を継続的に記録する能力を提供します。
ラット用テレメトリー easyTEL+は完全に埋め込み可能なデジタルテレメトリー・遠隔測定システムで、意識を持って自由に動く実験動物から生理学的データを送信します。前臨床研究（主に毒性学、薬理学、安全性薬理学研究）やバイオディフェンスで使用することを目的としたeasyTEL+インプラントは、ラットのような200gを超えるげっ歯類に最適です。さまざまなモデルで、生体電位（ECG*、EEG*、EMG*、EOG*）、血圧（動脈圧および/または左心室圧）、呼吸数**、体温、加速度を連続的に記録できます。
オレンジサイエンスはemka TECHNOLOGIESの日本総代理店です。日本では唯一emka TECHNOLOGIES社と取引できる窓口となっております。日本国内で展開される様々な研究プロジェクトを支え、研究者の皆様がより効果的かつ効率的に研究を進められるよう、迅速で専門的なサポートを提供しています。
*心電図(ECG)、脳波(EEG)、筋電図(EMG)、眼電図(EOG)
**胸膜または血圧または横隔膜EMGに由来します。
easyTEL＋S マウス用テレメトリー
マウス用テレメトリー easyTEL＋Sは完全に埋め込み可能なテレメトリー・遠隔測定システムで、意識下で自由に動く約20gまでの小動物から生理学データを送信します。
前臨床研究で使用することを目的としたeasyTEL＋Sのインプラントはマウスに最適で、生体電位（ECG、EEG、EMG、EOG）*、体温、活動を継続的に記録する能力を提供します。
easyTEL+ラット用テレメトリー
ラット用テレメトリー easyTEL+は完全に埋め込み可能なデジタルテレメトリー・遠隔測定システムで、意識を持って自由に動く実験動物から生理学的データを送信します。
前臨床研究（主に毒性学、薬理学、安全性薬理学研究）やバイオディフェンスで使用することを目的としたeasyTEL+インプラントは、ラットのような200gを超えるげっ歯類に最適です。
easyTEL+ 大型動物用テレメトリー
大型動物用テレメトリー easyTEL+は完全に埋め込み可能な大型動物用デジタルテレメトリーシステムです。
意識を持って自由に動く実験動物から生理学的データを送信します。遠隔で管理・設定することができます。
前臨床研究（主に毒性学、薬理学、安全性薬理学研究）やバイオディフェンスでの使用を想定したeasyTEL+インプラントは、1kgを超える大型動物に最適です。
easyTEL+ RP
再利用可能なテレメータ
easyTEL+RP 再利用可能なテレメータは、最大4つの低ノイズ生体電位（皮質または穿刺型EEG、EMG、ECG、EOG）および200g以上のげっ歯類の活動を測定できます。また、全身プレチスモグラフィーと組み合わせて心肺機能測定にも使用可能です。
大型動物では、テレメータの外科的埋め込みなしで神経学的変化と活動変化を収集します。被験者は、ジャケットやヘルメットに収納された外部送信機と、頭皮に配置された表面電極を装着します。
外部送信機は、被験者、コホート、研究間で再利用可能であり、大規模な被験者プールを要する行動研究の初期費用を削減します。emka TECHNOLOGIES社の送信機のカスタム設計（電極、電極線、極性）と、ユーザーが設定可能なサンプリングレート、解像度、ゲインを組み合わせることで、ユーザーは多様な研究設計オプションを利用できます。交換可能なバッテリーは、連続記録で最大150時間持続します。
vivoFlow+
げっ歯類用全身プレチスモグラフィー
動物モデルを用いた非臨床研究において、全身プレチスモグラフィーは重要な役割を果たします。呼吸のモニタリングにより、呼吸パターンの変化や呼吸系に与える生理学的影響を測定できます。
vivoFlow+全身プレチスモグラフィーは、同じ被験体でストレスや不快感を与えることなく繰り返し測定が可能です。刺激を導入する前のリラックスした状態において、正常な呼吸機能の基準データ（潮式呼吸量、呼吸頻度、空気の流れパターン）を提供し、その後、実験手順中の呼吸変化を継続的に追跡できます。
全身プレチスモグラフィーとデジタルテレメトリーを同期化されたプラットフォーム上で組み合わせることで、呼吸データと神経学的データの同時分析が可能です。
emka TECHNOLOGIES
emka TECHNOLOGIES社は、1992年にフランスで設立され、当初は、アイソレーテッドオーガンバスやランゲンドルフ灌流装置を開発、製造しており、2000年には非侵襲性のテレメトリーをリリース、2014年には、SCIREQ社（カナダ）をグループに入れることにより、呼吸器研究用機器を製品ポートフォリオに加え、幅広い分野の機器を、世界の研究者の方々に提供しています。
オレンジサイエンスはemka TECHNOLOGIESの日本総代理店です。日本では唯一emka TECHNOLOGIES社と取引できる窓口となっております。日本国内で展開される様々な研究プロジェクトを支え、研究者の皆様がより効果的かつ効率的に研究を進められるよう、迅速で専門的なサポートを提供しています。
主な製品
マウス・ラット用テレメトリー
ジャケットテレメトリー
オーガンバス
ランゲンドルフ
主な製品
マウス・ラット肺機能測定装置
マウス・ラット呼吸測定装置
吸入暴露装置
細胞暴露装置
その他の製品
Precisionary ビブラトーム（振動式ミクロトーム）
組織切片作製
Precisionary ビブラトームは細胞や組織の切片を特許取得済みの圧縮技術によりビビリなしで作製し、急性組織上の多くの生存細胞を維持します。肺機能を解析した後、肺を取り出しスライスしたり、肺1つから複数の組織サンプルを取得することが可能です。
従来のビブラトームの5倍の速さで切開し、ブレードを組織に当てる時間を短縮し、より良い切開を実現
Auto Zero-Zテクノロジーにより、Z軸のたわみを1 µm未満に低減
高周波振動メカニズムにより、ビビリマークを低減または除去
持ち運びに便利な軽量設計
完全自動化：切開＋厚み調整
360度のアガロース包埋により、切断プロセス中に組織を安定化
Etaluma Lumascope
インキュベーター内で使用できる３色蛍光ライブセルイメージング蛍光顕微鏡
EtalumaのLumascope（ルマスコープ）は、優れた感度、解像度、ゼロピクセルシフトを備えた、半導体光学の新しいコンセプトで設計された、倒立型小型蛍光顕微鏡です。日々顕微鏡を使用する科学者によって考案、設計され、そのコンセプトデザインにより、インキュベーター、ドラフトチャンバーなどの限られたスペースの中で使用でき、幅広いラボウエアでのライブセルイメージングを可能にします。
多点観察モデル、定点観察モデルがあり、様々な観察シーンに対応できます。
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